مرجع تخصصی آب و فاضلاب

۱. نکات و خطرات هورمون‌های استروئیدی در آب آشامیدنی

• گونه‌های مهم

  • استروژن‌های طبیعی: استرادیول (E₂), استرون (E₁), استریول (E₃)

  • استرادیول اتیلین کمپل (EE₂): استروژن مصنوعی در قرص‌های ضدبارداری

  • آندروژن‌ها/پروژسترون‌ها: غالباً کمتر مطالعه‌شده اما گاهی در پساب دام‌پروری یافت می‌شوند

• اثرات سمی

  • اختلال غدد درون‌ریز (EDC): حتی در غلظت‌های نانو تا پیکوگرم‌برلیتر می‌توانند گیرنده‌های استروژنی را فعال یا بلوکه کنند.

  • تأثیرات انسانی: مطالعات حیوانی نشان داده‌اند مواجهه مزمن با E₂/EE₂ می‌تواند منجر به اختلالات تولیدمثلی، ناباروری و افزایش خطر برخی سرطان‌ها شود.

  • ایمنی کودکان: مغزهای در حال رشد و سیستم باروری آنها حساسیت بیشتری دارند؛ حد آستانه‌ی هیچ‌مصرفی توصیه می‌شود.

۲. شیوه‌های تصفیه و حذف

1. جذب سطحی (Adsorption)

   • کربن فعال گرانول (GAC): حذف استروژن‌ها تا > 80 ٪ بسته به طراحی ستون

2. بیوراکتورها

   • فرآیند MBR/MBBR: باکتری‌های هوازی توانایی تخریب استروژن‌ها را دارند (کتالوگ CYP450)

3. اسمز معکوس (RO) و نانوفیلتراسیون (NF)

   • RO: حذف > ۹۵ ٪ هورمون‌ها

   • NF: حذف ~ ۷۰–۹۰ ٪ بسته به وزن مولکولی

4. اکسیداسیون پیشرفته (AOPs)

   • UV/H₂O₂، O₃/H₂O₂: شکست ساختار فنولی و آلکیل‌سازی حلقه استروژنی

   • فنتون: راندمان حذف ۸۰–۹۵ ٪ در pH اسیدی

5. تبادل یونی (IEX)

   • رزین‌های آنیونی قوی با جذب استروژن‌های یونیزه‌شده (E₁–E₃ در pH قلیایی)

۳. روش‌های اندازه‌گیری آزمایشگاهی

1. LC–MS/MS

   • استاندارد طلایی: جداسازی کمّی تا pg/L؛ همزمان E₁, E₂, E₃, EE₂

2. GC–MS پس از مشتق‌سازی

   • مشتق‌سازی با MSTFA → شناسایی حساس در EI

3. Bioassays (YES/YAS)

   • مخمر گزارشگر گیرندهٔ استروژنی: اندازه‌گیری تجمع TEQ کلی استروژنی

4. ELISA Kits

   • کیت‌های تجاری برای E₂ و EE₂ با حد تشخیص ~ 0.1–1 ng/L؛ غربالگری اولیه

۴. روش‌های سنتی حسی و چشمی

• بو و طعم: تمام استروژن‌ها بی‌بو و بی‌طعم هستند حتی در غلظت‌های بالا.

• رنگ و کدورت: هیچ تأثیری بر رنگ یا شفافیت آب ندارند.

• آزمون ساده با GAC خانگی: عبور آب از کربن فعال خانگی و مشاهده تیرگی کربن (نشانهٔ کلی آلایندهٔ آلی)

۵. سایر روش‌های ساده و پیشرفته

1. Passive Samplers (POCIS)

   • جذب تدریجی استروژن‌ها در رزین PES → کنسانتره برای LC–MS/MS

2. µPADs (Microfluidic Devices)

   • مناطق ایمونوساختاری + واکنش رنگ‌سنجی الایزا → خوانش موبایلی

3. سنسورهای الکتروشیمیایی

   • الکترودهای MIP برای E₂: تغییر جریان اکسیداسیون حلقه فنولی

4. FT‑IR/ATR

   • تحلیل کنسانتره‌ی خشک‌شده برای باندهای C–O و آروماتیک

۶. علائم و نشانه‌های محیطی

• اثر بر آبزیان

  • ماهی‌های نر: بروز صفات جنسی ثانویه مونث (Vitellogenin در ماهی‌های نر)

  • کاهش جمعیت: اختلال تولیدمثل و کاهش بقای لارو

• شاخص‌های بیوشیمیایی

  • افزایش بیان ژن Vitellogenin و ترانس‌کریپسیون ERα در بافت کبد ماهی‌ها

• نمایه‌های شیمیایی

  • نسبت E₂/EE₂ بالاتر در خروجی پساب‌های شهری و کشاورزی

  • همبستگی مثبت بین TOC و بار استروژنی آب‌های سطحی

جمع‌بندی مهندسی:
هورمون‌های استروئیدی به‌دلیل اثر در غلظت‌های پیکوگرم‌برلیتر، نیازمند «پایش LC–MS/MS + Bioassay» و سامانه‌های تصفیهٔ ترکیبی «GAC + MBR + AOP + RO» هستند. در میدانی می‌توان از POCIS و µPADs برای غربالگری اولیه بهره برد و نمونه‌های مشکوک را برای تأیید دقیق به آزمایشگاه ارسال نمود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب